JPH01210979A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は磁性現像剤を使用する現像装置に関するもので
あり、特に磁性現像剤のを無、濃度等。

磁性現像剤の状態の変化を検出する手段を設けた現像装
置に関する。

〔従来の技術〕

従来から像担持体上に形成した静電潜像を現像する装置
としては、磁性現像剤を現像ローラ上に磁気的に保持し
て現像領域へ搬送し、この現像領域において磁気ブラシ
現像若しくはジャンピング現像等により前記静電潜像を
現像するように構成した現像装置が知られている。上記
の磁性現像剤としては、−最に磁性キャリアとトナーと
を混合した２成分系磁性現像剤または磁性トナーからな
るｌ成分系磁性現像剤が使用されている。

まず２成分系磁性現像剤を使用する場合は、磁性キャリ
アとトナーの混合比率を常に一定の値に保持し、適正な
画像濃度を得るために、現像剤中のトナー濃度を検出し
、この検出したトナー濃度に応じてトナーの補給量を制
御する手段が採用されている。

一方、１成分系磁性現像剤を使用する場合は。

現像剤が逐次消費されて現像装置内に保有する現像剤の
量が減少すると画質が低下するので、上記現像装置内の
現像剤の有無を検出することにより。

現像剤の補給時期を表示するようにしている。

また上記現像剤の有無若しくはトナー濃度を検出するた
めの簡単な手段としては９発光素子と１、この発光素子
からの発射光を受光して電気信号に変換する受光素子と
によって構成した光学的検知手段（例えば特公昭５９−
２４４２０号、実公昭６０−２２３５９号公報参照）、
圧電振動子の振動を電気信号に変換する圧電式検出手段
（例えば特開昭５８−１５８６６８号、同６０−２３５
１７２号公報参照）が知られている。しかしながら上記
の検出手段は構造が簡単であるという利点を有する反面
において、信顛性が必ずしも充分ではないという欠点が
ある。すなわち上記の検出手段においては、検知面を現
像剤に接触させた状態で使用するものであるため、検知
面に現像剤が付着残留し易く、このような現像に起因し
て誤動作を生じ易い傾向がある。この対策として、現像
剤収容部内に設けた現像剤攪拌部材と一体的にクリーニ
ング部材を設け、このクリーニング部材によって検知面
を清掃することを内容とする提案がされている（実公昭
５９−２１３９９号公報参照）。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のように検知面をクリーニング部材によって清掃す
る構造においては、検出誤差を小さくすることができる
が、一方において現像装置の構造が複雑化するという問
題点がある。しかも圧電式検出手段のように、検出面と
被検出物とが直接接触することが必要なものにおいては
下記のような不都合を生ずる。すなわち上記のような検
出手段を現像装置に装着するには、現像剤槽に取付穴を
穿設した後、この取付穴に検出手段を構成する検出ヘッ
ド部を嵌挿するのが最も一般的な手段である。従って検
出ヘッド部と現像剤槽に設けた取付穴との間には若干の
段差若しくは隙間が存在し。

高精度の加工を・行ったとしても、これらの段差若しく
は隙間を皆無とすることはできない、このため現像剤槽
の内壁面における検出ヘッドとの境界およびその近傍に
現像剤が集中的に滞溜し、安定した検出を行うことがで
きないという問題点がある。更に検出手段を収納保持す
るケースおよび現像剤槽は、一般にプラスチックのよう
な非磁性かつ絶縁性を有する材料によって形成されるが
、現像剤槽にはより高い強度が要求されるため、検出手
段を収納保持するケースを構成する材料（例えばＡＢＳ
樹脂）とは異なる材質のプラスチック（例えばガラス繊
維を充填したＡＢＳ樹脂）で形成する。このように検出
面とその近傍の部材とを構成する材料若しくは材質が相
違すると、現像剤と現像剤槽内壁面若しくは検出面との
円滑な接触が阻害されたり、現像剤付着力の相違等の不
都合が発生し、前記のような現像剤の溜り若しくは堆積
を形成する傾向が強いという問題点が存在する。

本発明は、上記従来技術に存在する問題点を解決し、簡
単な構造であると共に、ｍ性現像剤の状態の変化を正確
に検出でき、良好な現像作用を確保し得る現像装置を提
供することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため１本発明においては。

磁性現像側番保持する現像ローラと、前記磁性現像側を
収容すると共に非磁性かつ絶縁性の材料からなる側壁を
有する現像剤槽と、この現像剤槽内の前記磁性現像剤の
状態の変化を検出する検出手段とを設けた現像装置にお
いて、前記検出手段を。

前記磁性現像剤のみかけ透磁率の変化をインダクタンス
の変化として検出する検出コイルを有する検出ヘッド部
と、前記インダクタンスの変化に対応する信号を得るよ
うに形成した電気回路部とによって形成すると共に、前
記検出ヘッド部を前記側壁を介して前記磁性現像剤と対
向させ、前記側壁の内面が前記検出ヘッドの実質的検出
面となるように構成する。という技術的手段を採用した
。

なお本発明において検出手段を、１次コイルとこの１次
コイルに電磁的に結合した２次コイルとを含む検出ヘッ
ド部と、前記１次コイルに交流電流を供給する発振回路
と、前記２次コイルから生じる差動出力の位相変化を検
出する位相検波回路と、この位相検波回路の出力から前
記磁性現像剤のみかけ透磁率の変化に対応する出力信号
を得るように形成した磁気ブリッジ式検出手段とすると
有効である。

〔作用〕

上記の構成により、インダクタンス方式の検出手段を現
像剤槽の外側に設けると共に、検出ヘッドを現像剤槽の
側壁を介して磁性現像剤と対向させ、この側壁の内面を
検出ヘッドの実質的な検出面とするので、すなわち、現
像剤槽を構成する側壁の一部を検出面として利用するの
で、検出面および／またはその近傍における磁性現像剤
の非所望な付着・残留を解消し、検出手段の信顛性を向
上させるのである。

特に検出手段として、１次コイルと２次コイルとをブリ
ッジ接続し、２次コイルの出力電圧の位相差を利用する
磁気ブリ、ジ式検出手段を使用することにより、温度、
湿度等の環境変化に対しても、安定した検出を行うこと
ができる。

〔実施例〕

第１図は本発明の実施例を示す要部断面図である。同図
においてｌは感光体ドラムであり２円筒状かつ矢印Ｘ方
向に回転自在に形成すると共に。

外周面に光導電層として例えばＯＰＣを塗布して構成す
る。３は現像装置であり、感光体ドラム１と所定の間隙
を介して設けると共に、感光体ドラムｌと現像装置３と
の対向部に現像領域２を形成し、感光体ドラム１の外周
面に形成した静電潜像（図示せず）を可視像化するよう
に構成する。

次に現像装置３には、磁性トナーからなる１次分系磁性
現像剤２４を保持し、かつ前記現像領域２へ搬送可能の
ように形成した現像ロール４を。

前記感光体ドラム１と対向させて設ける。現像ロール４
は、非磁性材料からなりかつ中空円筒状に形成したスリ
ーブ５と２表面に複数個の磁極を有する磁石ロール６と
からなり、スリーブ５と磁石ロール６とは各々Ｘ方向お
よびＹ方向に回転自在に形成する。ここでスリーブ５と
磁石ロール６とは、同一方向に回転しても、あるいは何
れか一方のみを回転させてもよい。なおスリーブ５およ
び磁石ロール６は回転駆動手段（図示せず）と動力授受
可能に接続する０次に７は現像剤槽であり。

前記ｌ成分系磁性現像剤２４を収容可能に形成すると共
に、底部に前記スリーブ５および磁石ロール６とからな
る現像ロール４を各々回転自在に支持する。８は規制部
材であり、現像剤槽７の底部に設けると共に、その先端
部を前記スリーブ５の外周面に臨ませ、スリーブ５との
間隙を調整自在に形成する。１１は攪拌体であり９現像
剤槽７内において矢印Ｕ方向に回転自在に設けると共に
。

軸ｌＯを介して回転駆動手段（図示せず）を動力授受可
能に接続する。撹拌体１１は現像剤槽７内に収容したｌ
成分系磁性現像剤２４の架橋現象の発生を防止するため
に設けるのであるが３例えば上記架橋現象発止の可能性
がない場合には省略してもよい０次に１２は検出装置で
あり、後記するように前記ｌ成分系磁性現像剤２４の残
量を検出可能に構成すると共に、非磁性かつ絶縁性の材
料からなる現像剤槽７の側壁７ａに穿設した凹部９に、
検出ヘッド１３の先端が嵌着するように設置する。

以上の構成による現像装置の作用について記述する。ま
ず第１図において、現像剤槽７内には。

鎖線Ａによって示す位置まで１次分系磁性現像剤２４を
収容しているものとする。感光体ドラム１が矢印Ｚ方向
に回転し、その表面上に形成した静電潜像（図示せず）
が現像領域２に到達すると。

現像が行われ、静電潜像を可視像化したトナー像とする
ことができる。上記現像作用は、スリーブ５および磁石
ロール６とを各々Ｘ方向およびＹ方向に回転させること
により、スリーブ５上の１次分系磁性現像剤２４を現像
領域２に搬送し、この現像領域において磁気ブラシ（図
示せず）を形成して感光体ドラムｌの表面を摺擦するこ
とにより進行する。上記のような現像を繰り返して実行
すると、現像剤槽７内に収容したｌ成分系磁性現像剤２
４が次第に減少するが、そのレベルが例えば鎖線Ｂによ
って示す位置まで下降すると、検出装置１２が作動して
、ｌ成分系磁性現像剤２４が不足状態になった旨の信号
を発する。

次に前記の検出装置１２の構成について記述する。第２
図は前記第１図に示す検出装置１２を構成する検出へラ
ド１３の要部拡大断面図である。

第２図において１４はケースであり、非磁性かつ絶縁性
の材料により検出面１５を有するを底中空円筒状に形成
する。次に１６はコアであり９例えばソフトフェライト
のような磁性材料により中空円筒状に形成する。１７は
ボビンであり、絶縁材料により中心部に穴１７ａを設け
ると共に、外周に円環状の１１７ｂを有する円筒状に形
成する。

ボビン１７の溝１７ｂには、基準信号を発生する１次コ
イルＬＩ＋前記ｌ成分系磁性現像剤２４（第１図参照）
の残量レベルを検出するための２次コイルし！、および
基準の残量レベルを設定するための２次コイルＬｔｂと
を巻回する。なお２次コイルＬｈとＬｇｂとは３両者の
差動出力を得るために位相が逆になるように、直列に接
続する。１９は調整コアであり、ソフトフェライト等の
磁性材料若しくはアルミニウム等の非磁性導電材料によ
り棒状に形成すると共に、前記ボビン１７に設けた穴１
７ａに軸方向移動可能に嵌挿する０次にボビン１７の外
周にコア１６を嵌着した状態でケース１４内に嵌挿して
検出ヘッドＩ３を構成する。

第３図は検出回路を示すブロック図であり、同一部分は
前記第２図と同一の符号で示す、第３図において検出ヘ
ッド１３の入出力側には各々発振回路２０および位相検
波回路２１を接続する。すなわち検出へラド１３を構成
する１次コイルＬ＋には基準信号を供給する発振回路２
０を接続すると共に、２次コイルＬｅｍの一端と１次コ
イルＬ１の一端とを位相検波回路２１と接続する。なお
２次コイルし！ｂの一端は接地する。次に位相検波回路
２１は、２次コイルＬｔｍの出力電圧と２次コイルし。

の出力電圧との差動出力と２発振回路２０から供給され
る参照信号との位相を比較し１位相差に対応する電圧を
出力可能に構成する。更に位相検波回路２１の出力側に
は電圧比較回路２２および出力回路２３をこの順に接続
する。電圧比較回路２２は、基準電圧ＥＯと位相検波回
路２１の出力電圧とを比較し、この出力電圧が基準電圧
Ｅｏを越えた場合に出力回路２３を駆動可能に構成する
。

なお前記の１次コイルＬ１および２次コイルし□ｒＬｇ
ｋを有する差動トランスは次のように構成してもよい（
但し２図示省略）、すなわち、直列に接続した２個の１
次コイルを発振回路２０に接続すると共に、基準信号を
位相検波回路２１に供給するために１発振回路２０を位
相検波回路２１に接続し、１個の２次コイルを位相検波
回路２１に接続する。上記のように構成した差動トラン
スは、２個の１次コイルと１個の２次コイルからなり、
２個の１次コイルにおける出力差を２次コイルから取り
出している点で、前記第３図に示すものと異なるが、差
動出力を位相検波する作用の点では同一である。

次に第４図は第３図に示す検出回路の作動説明図であり
１両図を参照して作動を説明する。まず第１図に示す現
像剤槽７内に１次分系磁性現像剤２４が鎖ＭＳによって
示す基準レベル以上存在する場合において、第３図に示
す検出ヘッド１３内の２次コイルＬ、、、Ｌ□の差動出
力が電圧比較回路２２の基準電圧ＥＯと等しいか若しく
はそれより低くなるように、第２図に示すコア１６の位
置を調整しておく。すなわち第１図においてｌ成分系磁
性現像剤２４が基準レベルＳよりも上位の例えば鎖線Ａ
によって示す位置まで存在すれば、第４図におけるｌの
状態となり、２次コイルしｔ、の出力信号は発振回路２
０からの参照信号と比較して同−若しくは低レベルとな
り、２次コイルＬ２１゜Ｌｚｂの差動出力は発生せず５
位相検波回路２１からの出力も０となり、出力回路２３
は作動しない。

次に第１図に示すｌ成分系磁性現像剤２４が減少して基
準レベルＳを下回り１例えば鎖線Ｂによって示すレベル
に至ると、検出ヘッド１３近傍の１成分系磁性現像剤２
４のみかけｉ３ｍ率が小さくなり、第３図に示す２次コ
イルＬｅｍのインダクタンスが増加する。これにより２
次コイルＬつ、に誘起される出力信号が変化し、第４図
における■の状態となる。すなわち逆位相である２次コ
イルＬ２゜の出力信号が参照信号より低位となるため、
２次コイルＬＺｍ＋　　ＬＮｂの差動出力が発生し１位
相検波回路２１から前記参照信号と差動出力の位相差に
基づく電圧が出力される。従って電圧比較回路２２の出
力が高レベルとなり、出力回路２３が作動し１例えば警
報、ランプ表示等により１成分系磁性現像剤２４（第１
図参照）の不足状態を表示する。

以上記述のように第３図に示す検出回路によれば、２次
コイルＬＺｍｒ　　Ｌｌｋの差動出力と発振回路２０か
らの参照信号との位相関係を比較して１成分系磁性現像
剤２４（第１図参照）のレベル若しくは残量を検出する
ため、温度若しくは湿度等の外部環境の変化の影響が殆
どなく、安定した検出を行い得る。また一方の２次コイ
ルし、を１成分系磁性現像剤２４（第１図参照）と対向
させ、１成分系磁性現像剤２４のみかけ透磁率の変化を
２次コイルＬｔｍのインダクタンスの変化として取り出
すものであるため、第１図に示すように１成分系磁性現
像剤２４が検出ヘッド１３の検出側の磁路の一部を構成
する限りにおいて、検出ヘッド１３は必ずしも１成分系
磁性現像剤２４と接触させる必要はなく、非接触状態に
おいても検出を行い得る。このため、前述のように検出
装置１２を現像剤槽７の外部に設置することが可能とな
り、検出面のクリーニング部材を設置する必要がなくな
る。

また磁気ブリッジ弐の検出装置においては９前述のよう
に検出ヘッド１３の前面に絶縁体としての側壁７ａが存
在しても５その厚さが小である場合には検出コイル（第
２図および第３図における２次コイルし。）のインダク
タンスの変化を効率よ（忠実に取り出すことができ、検
出機能の低下を生じることはない。従って本発明の装置
においては、検出ヘッド１３の前面（検出面）と対向す
る部分の側壁７ａの厚さはｌｌｌｌ１１以下とすること
が好ましく、特に０．６ｍ＋ｍ程度であれば充分に安定
した検出を行うことができる。

更に本発明の装置においては、現像剤槽７を構成する側
壁７ａの内面が１成分系磁性現像剤２４と接触するので
、検出ヘンド１３の前面と対向する側壁７ａの内面が実
質的な検出面を形成する。

すなわち実質的な検出面が側壁７ａ自体であるので、現
像剤槽７の内壁は全体に亘って材質上および寸法上の差
がなくなり、ｌ成分系磁性現像剤２４が検出ヘッド１３
の検出面近傍に特異的に滞溜若しくは凝集する不都合を
防止することができる。

上記の事情により９本発明においては検出装置１２を構
成するケース１４（第２図参照）を省略し２例えば基板
上に電気回路部と検出ヘッド部とを設けたものを現像剤
槽７に直接取り付けてもよい、この場合においては現像
剤槽７の側壁７ａの一部がケースを兼ねることになる。

また特に第１図に示す実施例においては、検出ヘッド１
３の検出面が攪拌体１１の外周の軌跡（鎖線にて示す円
周）に対して近接した位置にあるので、検出ヘッド１３
の近傍に存在する１成分系磁性現像剤２４は周期的に攪
拌される。このため現像剤槽７の内壁にｌ成分系磁性現
像剤２４が付着若しくは堆積した場合においても、１成
分系磁性現像剤２４の厚さを略一定に保持することがで
きるので、検出装置１２に誤動作を生じることはない。

本実施例においては、磁性現像剤として１成分系磁性現
像剤を使用し、検出手段によって磁性現像剤の有無若し
くは残量を検出する例について記述したが、上記検出手
段を磁性現像剤中のトナー濃度を検出する手段として使
用することも可能である（例えば米国特許筒４，５９２
．６４５号明細書参照）、また検出手段は磁気ブリッジ
式のものに限定されず、磁性現像剤のみかけ透磁率の変
化を検出コイルのインダクタンスの変化として取り出し
。

この信号を電気回路を介して処理して電圧若しくは電流
の大きさの変化あるいは発振周波数の変化若しくは発振
出力のレベルの変化として検出するような他のインダク
タンス方式であってもよい。

この種の検出手段は２例えば実開昭５７−１８４９５３
号。

特開昭５８−５８５６９号、同５９−７９７８号、特公
昭５９−２６０２４号公報等に開示されている。

〔発明の効果〕

本発明は以上記述のように、磁気ブリッジ式現像側残盟
検出手段のような検出手段を構成する検出ヘッド部を、
現像剤槽の側壁を介して磁性現像剤と対向させ、側壁の
内面を検出面として利用するものであるから、環境条件
に全く影響されずに磁性現像剤の有無その他現像側の状
態の変化を安定した状態で検出できるので、簡単な構造
であると共に、現像装置の信頼性を大幅に向上させ得る
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す要部断面図、第２図は第
１図に示す検出装置を構成する検出ヘッドの要部拡大断
面図、第３図は検出回路を示すブロック図、第４図は第
３図に示す検出回路の作動説明図である。 ４：現像ロール、７：現像剤槽、７ａ：側壁５１２；検
出装置、１３：検出ヘッド。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁性現像剤を保持する現像ローラと、前記磁性現
   像剤を収容すると共に非磁性かつ絶縁性の材料からなる
   側壁を有する現像剤槽と、この現像剤槽内の前記磁性現
   像剤の状態の変化を検出する検出手段とを設けた現像装
   置において、前記検出手段を、前記磁性現像剤のみかけ
   透磁率の変化をインダクタンスの変化として検出する検
   出コイルを有する検出ヘッド部と、前記インダクタンス
   の変化に対応する信号を得るように形成した電気回路部
   とによって形成すると共に、前記検出ヘッド部を前記側
   壁を介して前記磁性現像剤と対向させ、前記側壁の内面
   が前記検出ヘッドの実質的検出面となるように構成した
   ことを特徴とする現像装置。
2. （２）検出手段が、１次コイルとこの１次コイルに電磁
   的に結合した２次コイルとを含む検出ヘッド部と、前記
   １次コイルに交流電流を供給する発振回路と、前記２次
   コイルから生じる差動出力の位相変化を検出する位相検
   波回路と、この位相検波回路の出力から前記磁性現像剤
   のみかけ透磁率の変化に対応する出力信号を得るように
   形成した磁気ブリッジ式検出手段である請求項１記載の
   現像装置。